揭示可充电Na/Cl$\_2$电池的光明
摘要：具有新型可充电电池的想法是满足不断增长的储能需求的重要途径。 最近，我们展示了一种使用钠（Na）/ 氯（Cl2）（或锂（Li）/ 氯（Cl2））金属负电极，微孔无定形碳纳米球（aCNS）正电极和含有溶解的AlCl3和氟添加剂的氯化亚砜电解质的可充电钠/ 氯（Na/Cl2）（或锂（Li）/氯（Cl2））电池。 主要的电池氧化还原反应涉及在含有囚禁在碳正电极中的NaCl和Cl2的条件下进行转化，以在~ 3.5 V放电电压下提供高达1200 mAh g-1（基于正电极质量）的可循环容量。 在这里，我们通过X射线光电子能谱（XPS）发现，在充电Na/Cl2电池时，阳极中的碳化氯卤反应形成C-Cl，伴随着分子Cl2渗入多孔aCNS，与质谱法探测到的Cl2一致。 同步辐射X射线衍射观察到初始无定形aCNS在充电电池时发展了石墨化有序性，当碳基体被氧化/氯化并渗入Cl2时。 C-Cl，Cl2物种和石墨化有序性在放电时是可逆的，伴随着NaCl的形成。 结果揭示了NaCl和Cl2之间的氧化还原转化，通过电池充电/放电实现碳的可逆石墨化/无定形化，并首次通过XPS探测到了多孔碳中囚禁的Cl2。
作者：Guanzhou Zhu, Peng Liang, Cheng-Liang Huang, Shu-Chi Wu, Cheng-Chia Huang, Yuan-Yao Li, Shi-Kai Jiang, Wei-Hsiang Huang, Jiachen Li, Feifei Wang, Bing-Joe Hwang, Hongjie Dai
论文ID：2304.00179
分类：Applied Physics
分类简称：physics.app-ph
提交时间：2023-04-04